弱电网中并网逆变器的同步稳定性分析及增强方法

《Scientific Reports》：Synchronous stability analysis and enhancement method for grid connected inverters in weak grids

　　

摘要

可再生能源资源（RESs）通常通过并网逆变器（GCIs）接入电网。在电网故障期间，尤其是电网条件较弱时，此类系统可能会失去同步，导致稳定性问题，甚至引发大规模停电事故。本文分析了系统参数（包括锁相环（PLL）参数和电网参数）对并网逆变器同步稳定性的影响。研究结果表明，在瞬态过程中，锁相环表现出负阻尼效应，这对稳定并网逆变器非常不利。为了解决这一问题，提出了一种改进的锁相环方案，即在传统锁相环中加入一个反馈低通滤波器，从而使系统在瞬态情况下更加稳定。分析结果表明，改进后的锁相环能够在不改变系统稳态性能的情况下提高并网逆变器的同步稳定性。通过将2兆瓦并网逆变器集成到弱电网中进行仿真和实验验证，证明了理论分析的正确性以及所提方法的有效性。